智能变电站二次设备工厂化智能检修系统

摘要

本发明提供智能变电站二次设备工厂化智能检修系统，包括：虚拟仿真模块，用于提供SCD可视化、虚对实仿真测试、虚对虚仿真测试、配置文件管控、保护信息监测、辅助安措功能；自动测试模块，用于自动测试报告生成、自动测试结果输出、自动测试数据展示、实验过程控制、测试模板生成和工程参数生成；全站仿真模块，用于仿真测试报告生成、仿真测试结果输出、实验控制、仿真运算、测试参数设置及变电站建模；通讯分析模块，用于异常告警、参数设置、MMS‑Client、MMS‑Server、报文分析和通讯监视；公共服务组件，用于实现系统的数据共享和高度集成。本发明可提高运维效率，提升电网运行效率和可靠性，提高调试测试效率，实现现场测试远程同步可视化。

说明书

技术领域

本发明涉及变电站技术领域，具体涉及智能变电站二次设备工厂化智能检修系统。

背景技术

随着信息技术的广泛应用，智能电网相关技术研究的不断深入，智能变电站建设步入快速发展时期。自2012年起，国家电网公司新开工建设的变电站几乎都采用了智能变电站模式。前期新投运的变电站经过一段时间的试运行，逐步移交至运行检修部门进入正常的维护管理阶段。随着电网公司变电站运行维护交接工作的完成，智能变电站的维护检修工作最终会落实到运行检修部门。

目前，市面上针对模拟量采样、GOOSE跳闸的智能变电站，以及合并单元采用模拟量输入的测试需求，出现了数模一体化测试仪，具备模拟量输出、GOOSE输入输出以及DIDO开关量输入输出，在保护功能测试可实现模拟量加量测试，采集GOOSE报文进行保护动作时间测试。

上述测试仪虽然也可进行保护功能测试，但测试缺乏系统性和完整性，无法模拟现场测试环境，且不能直观反映待测设备或间隔外部互联关系，无法满足运维检修、改扩建过程中系统性测试需求，测试过程仅局限于功能、性能测试，缺乏对整个运维检修、改扩建全过程的考量，无法有效提高现场测试效率。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明提供智能变电站二次设备工厂化智能检修系统。

本发明的技术方案是：

智能变电站二次设备工厂化智能检修系统，包括：

虚拟仿真模块，用于提供SCD可视化、虚对实仿真测试、虚对虚仿真测试、配置文件管控、保护信息监测、辅助安措功能；

自动测试模块，用于自动测试报告生成、自动测试结果输出、自动测试数据展示、实验过程控制、测试模板生成和工程参数生成；

全站仿真模块，用于仿真测试报告生成、仿真测试结果输出、实验控制、仿真运算、测试参数设置及变电站建模；

通讯分析模块，用于异常告警、参数设置、MMS-Client、MMS-Server、报文分析和通讯监视；

公共服务组件，用于实现系统的数据共享和高度集成。

作为本发明的进一步技术方案为：所述公共服务组件包括：

系统配置模块，用于SCD配置、IED模型映射、定值设置的工程参数设置；

数据采集服务模块，用于获取采集接口的数据；

数据总线模块，用于传输数据采集服务模块采集的数据给系统配置模块；

业务应用数据模块，用于存储业务应用数据；

基础数据模块，用于存储基础数据；

数据存储服务模块，用于对测试结果和测试过程日志进行存储；

系统通讯服务模块，通过电力5G网将测试数据、测试报告推送至移动终端，实现现场测试的远程同步可视化。

作为本发明的进一步技术方案为：所述SCD配置依据SCD文件IED设备间的虚端子互联关系，确定待测设备或待测间隔对外互联的分界面，对确定的分界面，支持技改、扩建时以线路保护、合并单元及智能终端组成一个分界面进行改扩建前后的可视化比对。

进一步的，所述SCD配置还包括增加一台主变时以主变高、中、低压侧IED整体组成一个断面进行比对。

作为本发明的进一步技术方案为：所述自动测试模块，具体包括以下步骤：

用户选择检验类别；

读取检验类别对应的配置文件，获取执行操作代码；

判断每一条检验项目所包含的操作数量及类型；

根据模型输出、延时、中断和MMS操作执行相应的命令；

检验项目判断执行完成后，等待检验时间间隔；

检验时间间隔结束后，返回继续执行下一条检验项目。

进一步的，所述检验类别包括全部检验和部分检验。

作为本发明的进一步技术方案为：所述系统通讯服务模块，通过电力5G网将测试数据、测试报告推送至移动终端，实现现场测试的远程同步可视化，具体包括：

测试模块及管理模块，其中测试模块用于继电保护装置的功能测试，管理模块通过电力5G网将测试数据、测试报告等内容推送至移动终端，并利用移动终端以web形式调阅相关内容，从而实现现场测试的远程同步可视化。

本发明的有益效果为：

1、提高运维效率：检修平台支持“工厂化调试”模式，现场检修时，可仅进行整机更换，替换下的装置利用检修平台进行批量、自动化测试，从而大幅提升运维效率。检修平台支持现场测试，与传统测试仪相比可以完全满足保护装置的实际测试需求，一键式完成所需测试项目；设备检修和消缺时间大幅缩短，停电时间大幅减少，简化现场工作，提高人员承载能力。

2、提升电网运行效率和可靠性：通过虚拟仿真技术，模拟测试对象和外部装置的关联关系，在保护装置现场安装前，充分检测并发现隐藏缺陷或配置问题，减少现场安装后发生异常和故障的概率；模拟变电站配置和装置预想的功能，验证方案可行性，减少现场调试验证的时间，提升装置安装调试效率和运行可靠性。

3、提高调试测试效率：通过自动化测试技术，完善测试案例，优化测试方案，减少测试时间；一个线路保护的全功能测试，由人工2天左右缩短至3-5个小时，测试案例比人工测试更全面，同时减少了人工干预，提升了测试的准确度和可靠性。

4、实现现场测试远程同步可视化：将测试仪的测试数据、测试报告等内容通过电力5G网推送至移动终端，并利用移动终端以web形式调阅相关内容，从而实现现场测试的远程同步可视化，进一步保障电网安全稳定运行。

附图说明

图1为本发明提出的智能变电站二次设备工厂化智能检修系统结构图；

图2a为本发明提出的线路间隔分界面确定示意图；

图2b为本发明提出的分界面比对示意图；

图3为本发明提出的自动测试模块流程图；

图4为本发明提出的系统通讯服务模块结构图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。

针对智能变电站检修、改扩建及培训需求及难点，结合智能变电站基于配置文件的镜像测试分界面确定技术、虚拟测试技术、一键式自动测试技术、检修安措预演验证等技术研究内容，实现运维检修、技改扩建、技能培训等场合单体设备、整间隔设备的变电站镜像检修测试，减少现场停电时间，提高检修、技改扩建效率，并在实际工程应用中验证。

参见图1，为本发明提出的智能变电站二次设备工厂化智能检修系统结构图；

如图1所示，智能变电站二次设备工厂化智能检修系统，包括：

虚拟仿真模块，用于提供SCD可视化、虚对实仿真测试、虚对虚仿真测试、配置文件管控、保护信息监测、辅助安措功能；

自动测试模块，用于自动测试报告生成、自动测试结果输出、自动测试数据展示、实验过程控制、测试模板生成和工程参数生成；

全站仿真模块，用于仿真测试报告生成、仿真测试结果输出、实验控制、仿真运算、测试参数设置及变电站建模；

通讯分析模块，用于异常告警、参数设置、MMS-Client、MMS-Server、报文分析和通讯监视；

公共服务组件，用于实现系统的数据共享和高度集成。

其中，公共服务组件包括：

系统配置模块，用于SCD配置、IED模型映射、定值设置的工程参数设置；

数据采集服务模块，用于获取采集接口的数据；

数据总线模块，用于传输数据采集服务模块采集的数据给系统配置模块；

业务应用数据模块，用于存储业务应用数据；

基础数据模块，用于存储基础数据；

数据存储服务模块，用于对测试结果和测试过程日志进行存储；

系统通讯服务模块，通过电力5G网将测试数据、测试报告推送至移动终端，实现现场测试的远程同步可视化。

本发明实施例中，四大模块提供了SCD可视化、虚对实仿真、虚对虚仿真、配置文件管控、保护信息监测、辅助安措、测试过程自动控制、测试报告自动生成、变电站在线仿真、通讯监视、MMS-Server等功能，极大的丰富了检修测试的高级应用。平台通过数据采集服务获取各类接口的数据，由数据总线提供给各功能模块；通过数据总线各线程间的互斥保证数据的唯一性和完整性。系统通讯服务通过电力5G网将测试数据、测试报告等内容推送至移动终端，实现现场测试的远程同步可视化。系统提供统一的配置功能，如SCD配置、IED模型映射、定值设置、工程参数设置等，四大功能模块公用一套配置，极大地减轻了现场的配置工作量。本发明实施例中，辅助安措是在技改、扩建及检修离线测试完成后，需现场更换设备或检修，涉及安全措施实施，如何保证将要进行的现场安全措施正确，避免逻辑错误和误操作。

本发明实施例中，检修及改扩建无论是安措的设置还是系统接入后测试项目的确定，最关注是检修或改扩建IED的对外连接关系，新增IED内部之间的虚连接在离线环境下都有充分的条件进行测试，但系统接入时一是要进行安全措施的设置，二是接入后的测试，往往时间都会比较紧张。

参见图2，其中图2a为本发明提出的线路间隔分界面确定示意图；图2b为本发明提出的分界面比对示意图；

如图2所示，本发明实施例中，SCD配置依据SCD文件IED设备间的虚端子互联关系，确定待测设备或待测间隔对外互联的分界面，对确定的分界面，支持技改、扩建时以线路保护、合并单元及智能终端组成一个分界面进行改扩建前后的可视化比对。另外，SCD配置还包括增加一台主变时以主变高、中、低压侧IED整体组成一个断面进行比对。

本发明实施例中，根据继电器保护型号的功能配置，建立测试用例模板库，通过电以太网接口与MMS网相连，与被测IED进行MMS报文交互，在线读取装置的定值、参数信息，自动实例化生成测试用例；测试用例自动模拟输入信号、自动验证输出信息，同时，通过MMS报文远程读写被测IED的控制字、压板，实现各功能模块的连续测试；测试结束后，测试系统自动将测试记录按照标准格式要求生成测试报告，包含装置信息、检验项目、检验结果及判定。

参见图3，自动测试模块包括以下步骤：

用户选择检验类别；

读取检验类别对应的配置文件，获取执行操作代码；

判断每一条检验项目所包含的操作数量及类型；

根据模型输出、延时、中断和MMS操作执行相应的命令；

检验项目判断执行完成后，等待检验时间间隔；

检验时间间隔结束后，返回继续执行下一条检验项目。

其中，检验类别包括全部检验和部分检验。

参见图4，为本发明提出的系统通讯服务模块结构图；

本发明实施例中，所述系统通讯服务模块，通过电力5G网将测试数据、测试报告推送至移动终端，实现现场测试的远程同步可视化，具体包括：

测试模块及管理模块，其中测试模块用于继电保护装置的功能测试，管理模块通过电力5G网将测试数据、测试报告等内容推送至移动终端，并利用移动终端以web形式调阅相关内容，从而实现现场测试的远程同步可视化。

本发明实施例中，系统以智能变电站虚拟机呈现，为了适应现场调试的方便性，采用便携结构，自带15.6寸高清彩色液晶屏，单相供电电源，额定电压220V AC，24路100Mbps光以太网接口，2路1000Mbps光以太网接口，2路100Mbps电以太网接口。

本发明实施可提高运维效率：检修平台支持“工厂化调试”模式，现场检修时，可仅进行整机更换，替换下的装置利用检修平台进行批量、自动化测试，从而大幅提升运维效率。检修平台支持现场测试，与传统测试仪相比可以完全满足保护装置的实际测试需求，一键式完成所需测试项目；设备检修和消缺时间大幅缩短，停电时间大幅减少，简化现场工作，提高人员承载能力。

本发明实施提升电网运行效率和可靠性：通过虚拟仿真技术，模拟测试对象和外部装置的关联关系，在保护装置现场安装前，充分检测并发现隐藏缺陷或配置问题，减少现场安装后发生异常和故障的概率；模拟变电站配置和装置预想的功能，验证方案可行性，减少现场调试验证的时间，提升装置安装调试效率和运行可靠性。

本发明实施提高调试测试效率：通过自动化测试技术，完善测试案例，优化测试方案，减少测试时间；一个线路保护的全功能测试，由人工2天左右缩短至3-5个小时，测试案例比人工测试更全面，同时减少了人工干预，提升了测试的准确度和可靠性。

本发明实施实现现场测试远程同步可视化：将测试仪的测试数据、测试报告等内容通过电力5G网推送至移动终端，并利用移动终端以web形式调阅相关内容，从而实现现场测试的远程同步可视化，进一步保障电网安全稳定运行。

以上对本发明进行了详细介绍，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。